İki tip anahtarlamalı güç kaynağı
Yüksek Frekans Anahtarlamalı Güç Kaynağı (HF-SMPS)
HF-SMPS, güç yönetimi yongalarının (PMIC’ler) LDO güç kaynağı, 1.8v mantık devreleri, RF devreleri ve harici yükler için iletişim gibi elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılan yüksek verimli, oldukça sağlam bir güç kaynağı modudur. HF-SMPS uzaktan geri beslemeyi desteklemez, bu nedenle çıkış kapasitörleri çip pinlerine yakın yerleştirilmelidir. HF-SMPS, akımı indüktördeki voltaj farkıyla tahmin ettiğinden, kapasitörün uzaktan yerleştirilmesi, geri besleme döngüsünün DCR’sini artıracak ve dolayısıyla hatalara neden olacaktır.
Hızlı Geçici Anahtarlamalı Güç Kaynağı (FT-SMPS)
FT-SMPS, uygulama işlemcilerine, GPU’lara, CORE’lara, modemlere vb. güç sağlamayı destekleyen yüksek hassasiyetli, hızlı geçici yanıtlı bir güç kaynağı modudur. FT-SMPS, çok fazlı anahtarlamalı güç kaynaklarını destekler ve dinamik yük sonlandırmasını algılamak için uzaktan diferansiyel geri beslemeyi destekler, böylece çıkış kapasitörleri yük tarafına yakın yerleştirilir. HF-SMPS ve FT-SMPS’nin geri besleme modları Şekil 1’de gösterilmektedir.
Çalışma modu
PWM modu (Darbe genişlik modülasyonu)
Devre orta yükte veya ağır yükte çalışırken, indüktör akımı sürekli olduğunda güç kaynağı PWM modunda olacaktır. Anahtarlama frekansı, en iyi güç kaynağı performansını elde etmek için geçici yanıt, dalgalanma, verimlilik, harici cihazlar ve diğer faktörler için optimize edilmiştir. İndüktör akımının sürekli olup olmamasına göre, PWM modu sabit iletim modu (CCM) ve süreksiz iletim modu (DCM) olarak ayrılabilir, Şekil 2, Şekil 3’te gösterilen voltaj ve akım dalga formları. Ayrıntılı olarak bir önceki “BUCK güç kaynağı salınım prensibi” makalesinde DCM modu salınımı anlatılmıştır. Burada tanıtılmayacaktır.
Darbe atlama PWM modu (Darbe atlama PWM)
Devre hafif yük altında çalışırken, PWM modunda verim çok düşüktür (MOS iletimi, anahtarlama kayıpları baskındır), bu nedenle bazı gereksiz darbeleri atlayarak verimlilik artırılır (anahtarlama sayısını azaltın). Atlama darbesi hala PWM modunun bir parçası olduğundan, çıkış voltajı dalgalanmasını hala sığ tutar. Darbe atlamalı PWM modunun dalga biçimi, her darbenin frekansının sabit olduğu ancak görev döngüsünün kademeli olarak azaldığı Şekil 4’te gösterilmektedir.
PFM modu (Darbe frekansı modülasyonu)
PWM modu, sabit frekanslı bir darbe modudur; HF-SMPS ve FT-SMPS ayrıca darbe frekansı değişkeni olan PFM modunu da destekler. Hem anahtarlama kayıplarını hem de zemindeki akım kayıplarını azaltma yeteneği nedeniyle, PFM modu hafif yüklerde daha verimlidir. Şekil 5’te gösterildiği gibi, PFM modunun, PFM modunda darbe frekansının değişken olması dışında, yukarıda açıklanan atlama darbesi PWM moduna benzer olduğunu gözlemliyoruz. PFM’nin çıkış voltajı dalgalanması, yukarıda belirtilen modlarla karşılaştırıldığında en büyüktür.
Otomatik mod
Otomatik mod, yazılım müdahalesi olmadan değişen yüke göre devre çalışma modunu PWM ve PFM arasında otomatik olarak değiştiren bir mekanizmadır. Günümüz akıllı telefonlarında kullanılan PMIC’ler genellikle bu fonksiyona sahiptir. Şekil 6’da görüldüğü gibi çıkış akımı 40mA ile 400mA arasında değiştiğinde PFM ve PWM de değişir. Ayrıca, PFM modunda çıkış voltajının düşmesini önlemek için kontrolör, PFM’nin çıkış voltajını otomatik olarak yükseltir; bu terazi yalnızca HF-SMPS güç kaynaklarında mevcuttur.
HC-PFM modu (Yüksek akım PFM )
HC-PFM modu, PFM’den PWM’ye dönüştürme sırasında oluşan kısa bir PFM modudur. Devre PFM modunda çalışırken yük aniden artar ve çıkış voltajının düşmesine neden olur. Hızlı bir şekilde PWM moduna geçmek mümkün olmadığı için PWM devresini ısıtmak için biraz zamana ihtiyaç vardır. Bu ısınma sürecini önlemek için, normal PFM ve PWM arasındaki PFM akımını kontrol ederek çıkış voltajı çok düşük olacaktır; Birkaç kişinin bu işlemi, Şekil 7’de gösterildiği gibi HC-PFM olarak adlandırılır.
Çıkış voltajı ve dalgalanma ölçümü
Cep telefonu geliştirmenin P0 backboard hata ayıklamasında, güç kaynağı bütünlüğü testi, esas olarak her bir güç kaynağının açılış zamanlamasını, telefonun çeşitli durumlarındaki güç kaynağı voltajını, ağır yük güç kaynağını içeren en yüksek önceliktir. dalgalanma ve indüktör akımı.
Ölçüm sürecinde aşağıdaki noktalara dikkat etmemiz gerekir:
- Voltaj ölçümü yük kapasitansına göre seçilmelidir; zemin yere yakın seçilmelidir.
- Osiloskop, 20MHz bant genişliği sınırına ayarlanmalıdır.
- Kısa bir toprak probu kullanmayı deneyin; genel tedarikçi, ölçüm için RF koaksiyel kablo hattının kullanılmasını tavsiye etti, ancak maliyet ve karmaşıklık nedeniyle. Genelde ölçüm yapıyoruz ve hassas güç kaynağı sadece kullanıldığında toprak yaylarının kullanılmasına ek olarak iyi bir seçimdir.
